鉅大LARGE | 點擊量:1012次 | 2019年07月03日
空難后波音的電動飛機還有戲嗎?
無人駕駛飛機的時代正在到來。
當(dāng)?shù)貢r間3月11日,德國巴伐利亞州小城因戈爾施塔特飄起了小雪,春寒料峭。在德國交通部長朔伊爾的見證下,歐洲飛機制造商空中客車公司的City-Airbus正式在德國巴伐利亞州小城因戈爾施塔特亮相。朔伊爾稱,自己“超級興奮”。
令他激動的是一架現(xiàn)代感十足的飛行器——空中出租車。它僅比普通的乘用車略大,最多可搭乘四名乘客,時速可達120公里,續(xù)航50公里,動力由四組涵道風(fēng)扇提供,開始時由飛行員控制,然后逐漸轉(zhuǎn)換成自動駕駛。
在都市繁忙擁堵的街道騰空而起,在享受出行自由的同時把飛行控制權(quán)交給機器和人工智能(AI),這一場景到底是喜是憂?
空客的空中出租車亮相。因戈爾施塔特官方圖
暗地爭奪飛機控制權(quán)?
近期受到輿論關(guān)注的是波音公司。其737 MAX飛機在5個月內(nèi)連續(xù)發(fā)生兩起空難,該系列機型受到了美國以外的幾乎全球特種監(jiān)管部門和特種公司的抵制。自從3月10日埃塞俄比亞空難發(fā)生后,波音公司近三天股價跌去近20%。
美國總統(tǒng)特朗普在3月12日發(fā)布的兩條推文中說道:“飛機的設(shè)計太復(fù)雜了,人們不再需要飛行員,反而是需要麻省理工學(xué)院的計算機科學(xué)家。很多產(chǎn)品都是如此,總是畫蛇添足。而通常情況下,舊的、簡單的方法反而更好?!?/p>
他接著寫道:“在爭分奪秒的生死關(guān)頭,我不想讓愛因斯坦來駕駛我的飛機,我需要能夠馬上控制飛機的非常專業(yè)的人來當(dāng)飛行員?!?/p>
雖然特朗普可能不懂技術(shù),但他的推文也讓人重新開始審視技術(shù)的弊端。
波音給737 MAX設(shè)計了一個自動“低頭”的配平系統(tǒng)——機動特性增強系統(tǒng)(MCAS),這個系統(tǒng)只要收到錯誤的信號,會認(rèn)為飛機正處于失速的狀態(tài)而自動讓飛機“低頭”,來達到“失速保護”的目的。
這個由計算機程序控制的失速保護系統(tǒng)非常強勢,能在手動的模式下自動開啟保護,在特殊情況下,對飛行員的操作行使“一票否決”權(quán),可被視為超級自信的AI系統(tǒng)。它有極高的權(quán)限,甚至能夠否定飛行員的判斷,按照自己的程序邏輯執(zhí)行命令。從另一個角度看,這套AI系統(tǒng)正在悄悄爭奪飛行員對飛機的控制權(quán)。
按照計劃,波音擬對737MAX機型的失速預(yù)防系統(tǒng)進行全面更新,美國特種監(jiān)管部門要求其在4月底前完成全部更新。
11日,在埃塞俄比亞首都亞的斯亞貝巴附近,人們聚集在墜機現(xiàn)場。新華社圖
埃航事故的確切原因還需等待科學(xué)的調(diào)查。不過波音承認(rèn),在新的飛機控制系統(tǒng)當(dāng)中,將會讀取多個傳感器的數(shù)據(jù),而目前的讀數(shù)僅依賴單個傳感器。這是飛控系統(tǒng)設(shè)計中的漏洞。
在去年印尼獅航事故的安全報告中,有內(nèi)容涉及關(guān)于駕駛艙讀數(shù)錯誤并可能誘發(fā)俯沖的操作規(guī)程。這一事故的調(diào)查仍在進行,且未查明詳細(xì)原因,但已經(jīng)收集到駕駛艙的聲音和數(shù)據(jù)記錄。
737MAX在最初設(shè)計的時候,工程師認(rèn)為使用單傳感器來測量迎角(angle of attack)是最為簡便的方法,而且也符合飛機設(shè)計者奉行的“飛行員始終是駕駛艙主角”的設(shè)計理念。
當(dāng)時這種依賴單個傳感器的做法也引發(fā)了飛行員和特種專家的疑問,他們質(zhì)疑為何系統(tǒng)不依賴多個傳感器的數(shù)據(jù)進行判斷。行業(yè)專家稱,依賴于多個傳感器的系統(tǒng),要比依賴單個傳感器的系統(tǒng)更為復(fù)雜,這或許是波音在設(shè)計中未采用多傳感器讀數(shù)的原因。
此外,更新后的系統(tǒng)將會限制飛行控制系統(tǒng)進行俯沖的權(quán)限。
波音公司還表示,更新將會涉及到飛行員的屏幕顯示、操作規(guī)程以及空乘人員的培訓(xùn)。
飛行員不會失業(yè)
可以預(yù)見的是,飛行員的職業(yè)并不會退出歷史舞臺,因為科技的進步是為了輔助人類而不是取代后者。
尤其是人工智能的發(fā)展,雖然能夠讓技術(shù)更加精準(zhǔn),但人工智能的判斷能力仍然不及人類。這也就是為什么看似完美的優(yōu)步(Uber)自動駕駛汽車,即便在配備了人類駕駛員的情況下,仍然釀成致命車禍。
但仍然要對人工智能抱有信心。如果把人工智能想象成收音機的聲音旋鈕,可以通過調(diào)節(jié)來增加人工智能預(yù)測的準(zhǔn)確性。
數(shù)據(jù)分析公司SAS首席技術(shù)官奧利弗·斯凱博格(Oliver Schabenberger)對第一財經(jīng)記者表示:“人工智能在重復(fù)行為方面能夠比人類系統(tǒng)更快,通過調(diào)節(jié)不同的參數(shù),從而快速調(diào)試達成最佳的解決方案,這也就意味著,它們確實能夠找出更好的規(guī)則?!?/p>
盡管人工智能最初會犯下很多錯誤,但是它們會通過這些錯誤學(xué)習(xí),并且在每次做出錯誤的預(yù)測時自動進行信息更新,就和人類一樣,這樣它們的預(yù)測就會越來越準(zhǔn)確,甚至達到人類的水平,而不再需要人類告訴它們該怎么做,這樣人工智能就擁有“獨立執(zhí)行任務(wù)”的能力。
西門子股份公司首席運營官、首席技術(shù)官博樂仁(Roland Busch)在2018年的漢諾威工業(yè)博覽會上對第一財經(jīng)記者表示:“如果我們能引導(dǎo)人工智能朝著有益人類的方向發(fā)展,讓它成為我們的有力幫手,那么發(fā)展即機遇?!焙翢o疑問的是,人工智能的強勢發(fā)展將進一步改變?nèi)祟惖墓ぷ髂J健?/p>
推動民用電動飛機商業(yè)化
飛控系統(tǒng)的漏洞也讓飛機制造巨頭力推的無人駕駛飛行器等前瞻性特種業(yè)務(wù)受到質(zhì)疑。相比較于無人駕駛汽車而言,無人駕駛飛機的風(fēng)險更大。但波音和空客已經(jīng)開始在該領(lǐng)域布局。
1月23日,波音在弗吉尼亞州馬納薩斯成功完成其自主研發(fā)的乘用飛行器(PAV)原型機的首次試飛。PAV是波音子公司——極光飛行科學(xué)公司(Aurora Flight Sciences,下稱“極光飛行”)設(shè)計的飛機。
PAV原型機由電動推進系統(tǒng)提供動力,設(shè)計用于從起飛到著陸的全自動飛行,行程可達50英里(80.47公里),機身長30英尺(9.14米)、寬28英尺(8.53米),集成了推進系統(tǒng)和機翼系統(tǒng),可實現(xiàn)高效的懸停和前飛。
波音飛行汽車部門NeXt負(fù)責(zé)人表示,將繼續(xù)對PAV進行測試,以提高按需自動特種運輸?shù)陌踩院涂煽啃浴?/p>
值得注意的是,極光飛行是波音2017年收購戰(zhàn)略的得意之作。極光飛行在業(yè)內(nèi)早已聲名遠播,專注于研發(fā)無人駕駛系統(tǒng),美國國家特種航天局(NASA)和美國軍方均為其客戶,也曾是優(yōu)步(Uber)的合作伙伴。
極光飛行曾給美國特種部造過混合電力飛機,這種飛機由24個涵道風(fēng)扇驅(qū)動,可以像直升機一樣垂直起飛和降落。
通過對該公司的收購,波音想加強機器人飛行員、無人駕駛貨運飛機等業(yè)務(wù)。2017年,波音還投資了電動飛機初創(chuàng)公司Zunum Aero,計劃2020年讓人們能夠坐上混合電力驅(qū)動的飛機。
波音的野心不止如此。通過成立風(fēng)險投資部門Horizon X,主要關(guān)注自動駕駛、人工智能、增材制造和替代推進系統(tǒng)方面的工作。
2018年7月,波音成立了新的飛行汽車部門名為波音NeXt,其通過與公司外部的公司合作,共同打造自動駕駛飛行汽車,解決空中交通問題。
現(xiàn)在的飛機都靠特種燃油驅(qū)動,在競爭激烈的美國特種業(yè),燃油成本要占全部成本的三分之一。而有預(yù)測認(rèn)為,未來 20 到 30 年內(nèi),燃油的成本可能會翻倍,傳統(tǒng)飛機制造商需要尋找新出路。但電動飛機的電池動力遠遠不及燃油,因此對飛行距離和載客數(shù)都有很大的限制。
波音NeXt副總裁兼總經(jīng)理諾德倫德(Steve Nordlund)說道:“未來波音將釋放城市空中交通市場的潛力。從建造飛行器到空域整合,將在世界各地的城市和地區(qū)迎來安全、低壓力機動性的未來。”
不可忽視的是,飛行領(lǐng)域的電動化的確正在加速前進,特種業(yè)目前面臨燃油成本提高與排放加劇污染的雙重挑戰(zhàn)。各國都將目光投向有望減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)、提升燃效的電動飛機。有數(shù)據(jù)顯示,未來15年,電動飛機市場規(guī)模將超過220億美元(約合1476億元人民幣)。
波音的競爭對手空客亦不甘人后??湛驮缇托剂穗妱语w機City-Airbus項目。
空客的“飛的”模擬圖。來源:空客公司
從2017年開始,空客抽調(diào)了30位技術(shù)骨干開始進行這款電動飛行器的研發(fā),并同西門子簽署了5年的合作協(xié)議,共同研發(fā)新興動力飛行器以及電動直升機的動力總成。City-Airbus項目還僅僅是很小的一步,該協(xié)議的目標(biāo)是能在5年內(nèi)研發(fā)出20座的純電動直升機。
西門子負(fù)責(zé)電動飛機項目的副總裁奧托(Olaf Otto)此前接受第一財經(jīng)記者采訪時表示:“西門子研發(fā)電動飛機技術(shù)不到10年,在特種領(lǐng)域這都不算長。因為從制造產(chǎn)品、上市,通常需要10到20年,我們現(xiàn)在做的就是縮短產(chǎn)品的制造和上市時間?!?/p>
他還表示,電動特種和自動化特種會大大縮短和簡化未來的交通?!拔蚁?,在我們能經(jīng)歷的未來就會實現(xiàn)。”奧托說道。